DE102017207249A1 - Teleskopsäule - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Teleskopsäule, aufweisend wenigstens zwei linear gegeneinander bewegliche Teleskopelemente, weitere umfassend ein Antriebssystem umfassend folgende Merkmale:
- eine Antriebseinheit mit einem ersten Kupplungselement,
- einer Abtriebseinheit mit einer Welle, einem wickelbaren Verbindungselement und einem mit der Welle drehfest verbundenen zweiten Kupplungselement, wobei das Verbindungselement mit der Welle und wenigstens einem der beweglichen Teleskopelemente verbunden ist,
- eine Bremseinheit, die derart ausgebildet ist, dass eine derart große Haltekraft auf das zweite Kupplungselement übertragbar ist, dass die Teleskopelemente in ihrer relativen Position zueinander gehalten werden,
- die Bremseinheit ist weiter derart ausgebildet, dass bei Beaufschlagung des ersten Kupplungselements mit einem Antriebsmoment die Haltekraft derart verringert wird, dass die Teleskopelemente relativ zueinander bewegbar werden, und
- die Bremseinheit ist weiter derart ausgebildet, dass bei Beaufschlagung des zweiten Kupplungselements mit einem abtriebsseitigen Drehmoment die auf das zweite Kupplungselement die wirkende Haltekraft vergrößerbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Teleskopsäule.
• Teleskopsäulen werden in zahlreichen Bereichen der Technik eingesetzt. Mit einer Teleskopsäule kann ein Gegenstand oder eine Vorrichtung in unterschiedliche Positionen gebracht werden. In typischen Ausführungen weist die Teleskopsäule mehrere ineinander liegende runde, oder recht- oder mehreckige, oft rohrartig ausgebildete Säulenelemente auf, die durch einen motorbetriebenen Mechanismus gegeneinander ein- und ausfahrbar sind. Jeweils unmittelbar benachbarte Rohre weisen eine maximale Ausfahrbarkeit auf, so dass zur Wahrung der Stabilität stets ein gewisser Überlapp der Rohre gewährleistet ist. Dabei ist zwischen am Boden stationierten und an einer Decke befestigten Teleskopsäulen zu unterscheiden. Während die erstgenannten beispielsweise in Operationstischen eingesetzt und dort eine Auf- und Ab-Bewegung des Tisches ermöglichen, werden die zweitgenannten beispielsweise zur beweglichen Halterung von Röntgengeräte an der Decke oder einem Stativ befestigt. Das Röntgengerät ist somit in der Höhe verfahrbar. Zwischen der Teleskopsäule und dem Röntgengerät kann zudem noch ein mehrgliedriger Arm befestigt sein, der zusätzlich eine horizontale Bewegung ermöglicht.
• Insbesondere deckenhängende Teleskopsäulen sind oft mit komplexen Seiltrieben ausgestattet, die entsprechend große Bauvolumina einnehmen. Zugleich existieren gerade im medizinischen Bereich hohe Sicherheitsanforderungen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Teleskopsäule anzugeben, die kompakt und einfach ausgeführt ist und gleichzeitig hohen Sicherheitsstandards genügt.
• Diese Aufgabe wird durch eine Teleskopsäule nach Ausführungen der Erfindung gelöst.
• Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Teleskopsäule, aufweisend wenigstens zwei linear gegeneinander bewegliche Teleskopelemente, weiter umfassend ein Antriebssystem umfassend folgende Merkmale:
• - eine Antriebseinheit mit einem ersten Kupplungselement,
• - einer Abtriebseinheit mit einer Welle, einem wickelbaren Verbindungselement und einem mit der Welle drehfest verbundenen zweiten Kupplungselement, wobei das Verbindungselement mit der Welle und wenigstens einem der beweglichen Teleskopelemente verbunden ist,
• - eine Bremseinheit, die derart ausgebildet ist, dass eine derart große Haltekraft auf das zweite Kupplungselement übertragbar ist, dass die Teleskopelemente in ihrer relativen Position zueinander gehalten werden,
• - die Bremseinheit ist weiter derart ausgebildet, dass bei Beaufschlagung des ersten Kupplungselements mit einem Antriebsmoment die Haltekraft derart verringert wird, dass die Teleskopelemente relativ zueinander bewegbar werden, und
• - die Bremseinheit ist weiter derart ausgebildet, dass bei Beaufschlagung des zweiten Kupplungselements mit einem abtriebsseitigen Drehmoment die auf das zweite Kupplungselement die wirkende Haltekraft vergrößerbar ist.
• Die Bremseinheit bietet bei kompakter Bauweise ein hohes Maß an Sicherheit, wie es insbesondere bei medizinischen Anwendungen erforderlich ist. Die zwei Kupplungselemente sind bevorzugt aus Stahl oder einem vergleichbar belastbaren Material gefertigt und lassen sich kompakt ausführen. Bei der Ausführungsform der Erfindung wird zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite unterschieden. Zur Bewegung der Teleskopelemente, also zum ein- oder ausfahren der Teleskopsäule, wird eine von der Antriebseinheit, beispielsweise durch einen Motor erzeugte Kraft auf das erste Kupplungselement übertragen. Dieses wird beispielsweise in Rotation versetzt. Der bis hierher stattfindende Kraftfluss definiert die Antriebsseite und eine antreibsseitige Kraft bzw. ein antreibsseitiges Drehmoment. Bei einer Teleskopsäule besteht aufgrund der immer wirkenden Gravitationskraft bei Fehlen einer entsprechenden Gegenkraft in den meisten Betriebszuständen die Tendenz, die relative Lage der Teleskopelemente zueinander zu verändern. Bei deckenhängenden Teleskopsäulen ist dies immer dann der Fall, wenn die Teleskopsäule nicht ganz ausgefahren ist. Im ganz ausgefahrenen Zustand stabilisieren meist Halteelemente die Teleskopelemente gegeneinander, so dass die Teleskopsäule nicht auseinanderfällt. Solange die Teleskopsäule nicht ganz ausgefahren ist, muss die Gravitationskraft anderweitig kompensiert werden. Sie bewirkt eine Kraft auf die Teleskopelemente, die durch das Verbindungselement ein Drehmoment auf die Welle und damit auf das mit dieser verbundene, zweite Kupplungselement ausübt. Dieser Kraftfluss definiert die Abtriebsseite der Teleskopsäule. Würde das abtriebsseitige Drehmoment nicht kompensiert, würde sich die Teleskopsäule unkontrolliert in ihren ganz ausgefahrenen Zustand bewegen. Die Bremseinheit kompensiert jedoch durch die bei Fehlen eines antriebsseitigen Drehmoments permanent vorhandene Haltekraft das abtriebsseitige Drehmoment, so dass die Teleskopsäule in einer beliebigen Position gehalten werden kann. Dazu ist keine antriebsseitige Kraft erforderlich, so dass die Antriebseinheit nur zum Verfahren aktiviert werden muss. Das im nicht ganz ausgefahrenen Zustand dauerhaft abtriebsseitig wirkende Drehmoment erhöht die Haltekraft zusätzlich, so dass auch bei einer Erhöhung der Last kein unkontrolliertes Ausfahren erfolgt. Das Antriebssystem weist im Gegensatz zu bekannten Systemen äußerst kompakte Abmessungen und eine mechanisch einfache Ausführbarkeit auf. Zudem erfüllt es die hohen Sicherheitsstandards im Medizinbereich. Ausführungen der Erfindung sind jedoch auch in anderen Gebieten einsetzbar, beispielsweise in Produktionsanlagen oder Werkstätten.
• Soll die Teleskopsäule eingefahren werden, so ist ein antriebsseitiges Drehmoment zu erzeugen, wodurch die Haltekraft verringert wird. Gleichzeitig können bevorzugt die zwei Kupplungselemente in Wirkkontakt treten, so dass das Drehmoment auf die Welle übertragen wird und das Verbindungselement aufgewickelt wird. Entsprechend ist die Richtung der Drehmoments zu wählen. Die Teleskopsäule wird in der Folge eingefahren. Soll die Teleskopsäule hingegen ausgefahren werden, so wird ein antriebsseitiges Drehmoment in der anderen Richtung erzeugt, wodurch die Haltekraft ebenfalls verringert wird. Gleichzeitig wird das Verbindungselement abgewickelt und unter Mitwirkung der Gravitationskraft die Teleskopsäule ausgefahren.
• Für auf dem Boden befindliche Teleskopsäulen, oft als Hubsäulen bezeichnet gelten die Ausführungen entsprechend umgekehrt in Bezug auf das Zusammenwirken des Antriebs mit der Gravitationskraft, so dass hier beim Ausfahren der Teleskopsäule entgegen der Gravitationskraft und beim Einfahren mit der Gravitationskraft gearbeitet wird. Ansonsten lassen sich alle in den hier beschriebenen Ausführungen der Erfindung genannten Vorteile und konstruktiven Merkmale unter geringfügigen Abwandlungen ebenfalls auf Hubsäulen übertragen und analog nutzen.
• In bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist eines der Teleskopelemente mit der Decke bzw. dem Boden eines Raums ortsfest verbunden bzw. gelagert. Die kann beispielsweise ein Behandlungsraum oder ein Werkstattraum sein. Ebenfalls ist es möglich, dass das Teleskopelement mit einem Gestell verbunden ist. Das zweite oder die mehreren weiteren Teleskopelemente sind jeweils gegen das erste Teleskopelement linear beweglich und aus diesem aus- bzw. in dieses einfahrbar. Die Teleskopelemente liegen typischerweise mit kleiner werdendem Außendurchmesser bzw. -umfang ineinander geschaltet. Die Antriebseinheit ist bevorzugt mit dem gelagerten bzw. ortsfesten Teleskopelement verbunden. Das Verbindungselement überträgt eine durch die Antriebseinheit erzeugte Kraft auf das zweite bzw. dass innerste der Teleskopelemente, und ermöglicht so ein Ein- und Ausfahren der Teleskopsäule. Das innerste der Teleskopelemente bewirkt dabei ein Ein- bzw. Ausfahren der übrigen Teleskopelemente, falls vorhanden. Alternativ kann die Kraftübertragung auch auf alle weiteren Teleskopelemente direkt erfolgen, so dass diese direkt von der Antriebseinheit bewegbar sind. Dies wäre beispielsweise in synchronisiert konstruierten Teleskopsäulen vorteilhaft.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungselement als Seil, Band oder Kette ausgeführt. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige und dabei zuverlässige und sichere Kraftübertragung. Bevorzugt ist das Verbindungselement derart mit der Welle verbunden ist, dass es bei Drehung der Welle auf- bzw. abwickelbar ist. Ausführungen mit Stahlseilen sind besonders bevorzugt.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Bremseinheit ein Federelement und eine Bremsfläche auf, wobei das Federelement derart ausgebildet ist, dass es aufgrund einer Vorspannung mit der Bremsfläche zur Erzeugung der Haltekraft in Reibkontakt bringbar ist und dass es mit den Kupplungselementen in Wirkkontakt bringbar und dadurch seine Federspannung veränderbar ist. Beispielsweise bilden die Kupplungselemente, das Federelement und die Bremseinheit eine Schlingfederkupplungseinheit. Diese ermöglichen eine besonders kompakte Bauform, so dass wenig Platz für die Antriebseinheit und die Bremseinheit vorzusehen sind. Gleichzeitig lässt sich diese Ausführung der Erfindung über die Dimensionierung und Auslegung des Federelements und des Gehäuses an verschiedene Situationen anpassen.
• Die Bremsfläche kann beispielsweise auf der Innenseite eines das Federelement umgebenden Gehäuses ausgebildet sind. Die Vorspannung zur Erzeugung der Haltekraft drückt das beispielsweise rund ausgeführte Federelement nach außen gegen die Bremsfläche. Alternativ kann die Bremsfläche auf der Außenseite eines Elements, beispielsweise eines zylindrischen Dorns ausgebildet sein, das von dem Federelement umgeben wird. Hier wirkt die Vorspannung umgekehrt. Die folgenden Ausführungen und Vorteile werden jeweils auf ein Gehäuse mit darin liegendem Federelement bezogen. Sie sind jedoch auf einfache Weise auf ein außen liegendes Federelement und ein darin liegendes Bremselement übertragbar.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wirkkontakt zwischen den Kupplungselementen und dem Federelement durch wenigstens ein an jedem der Kupplungselemente ausgebildetes Koppelelement und wenigstens ein damit korrespondierendes, Koppelelement des Federelements erzeugbar. Dies können beispielsweise sich axial erstreckende und innerhalb des Federelements liegende klauenartige Fortsätze sein, die mit einem Fortsatz des Federelement korrespondieren. Bei Rotation des Kupplungselements und der Koppelelemente drückt letzteres auf den Fortsatz des Federelements und drückt diese im Fall einer Ausführung als Schrauben- oder Schlingfeder, je nach Drehrichtung auf oder zu. So wird die Federspannung in Bezug auf das umgebende Gehäuse erhöht bzw. verringert. So lässt sich die Haltekraft der Bremseinheit durch die Antriebseinheit beeinflussen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist jedes der Kupplungselemente wenigstens zwei Koppelelemente und das Federelement zwei, jeweils zu einem der Koppelelemente der Kupplungselemente korrespondierende Koppelelemente auf, wobei jeweils eines der Koppelelemente der Kupplungselemente bei Drehung des Kupplungselements im Uhrzeigersinn in Wirkkontakt mit einem der Koppelelemente des Federelements tritt und das jeweils andere der Koppelelemente der Kupplungselemente bei Drehung des Kupplungselements entgegen dem Uhrzeigersinn in Wirkkontakt mit dem anderen der Koppelelemente des Federelements tritt, so dass unabhängig von der jeweiligen Drehrichtung des jeweiligen Koppelelements ein die Federspannung analog verändernder Wirkkontakt erzeugbar ist. Analog bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Wirkkontakt gleich oder nahezu gleich verändert, also die Haltekraft erhöht oder verringert wird. So lässt sich ein Antriebssystem für eine Teleskopsäule bereitstellen, bei dem die Kraftübertragung von der Antriebseinheit auf die Bremseinheit bzw. von der Abtriebseinheit auf die Bremseinheit unabhängig von der jeweiligen Drehrichtung erfolgt. Bei der Konstruktion einer entsprechenden Teleskopsäule muss darauf folglich keine Rücksicht genommen werden.
• Dies ist insbesondere bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung vorteilhaft, die ein weiteres Antriebssystem umfassen, das zum ersten Antriebssystem analog aufgebaut ist und als redundantes Antriebssystem fungiert. Das zweite Antriebssystem kann vollständig separat ausgeführt sein. Alternativ und bevorzugt werden beide Antriebseinheiten über einen gemeinsamen Motor angetrieben, so dass diese synchron arbeiten. In diesem Fall kann es konstruktiv vorteilhaft sein, beide Wellen in jeweils entgegengesetzter Rotationsrichtung zu betreiben, um einen möglichst kompakten und einfachen Aufbau zu erreichen. So können beide Antriebseinheiten beispielsweise parallel und eng beabstandet gelagert sind und über ein zwischen ihnen liegendes Antriebsrad vom Motor gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung gedreht werden. Alternativ sind andere gängige Antriebe, wie Kegelrad, Stirnrad, Riemen etc. einsetzbar. Durch die drehsinnunabhängige Übertragung des Wirkkontakts ist sichergestellt, dass bei der Übertragung der Kräfte von der jeweiligen Antriebsauf die Abtriebseinheit, die gleiche Wirkung, also Ein- bzw. Ausfahren der Teleskopsäule erzielt wird. So kann eine der Antriebseinheiten beispielsweise als Hauptantriebseinheit ausgebildet sein und im normalen Betrieb die Teleskopsäule aus- und einfahren. Die zweite Antriebseinheit ist dann als redundantes Sicherheitssystem ausgeführt und führt die Bewegungen parallel aus. Im Fall eines Versagens des ersten Antriebssystems, beispielsweise durch Abriss des Verbindungselementes, wird die Gravitationskraft unmittelbar durch das Sicherheitssystem abgefangen und ein unkontrolliertes Ein- bzw. Ausfahren vermieden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist jedes der Kupplungselemente jeweils wenigstens ein drittes Koppelelement auf, wobei die Kopplungselemente der Kupplungselemente derart ausgebildet sind, dass jeweils eines der Koppelelemente beider Kupplungselemente in direkten Wirkkontakt bringbar ist, sobald eines der ersten oder zweiten Koppelemente der Kupplungselemente in Wirkkontakt mit einem der Koppelemente des Federelements steht. Dadurch wird ein gleichzeitiges Verringern der Haltekraft und ein direktes Ineingriffbringen der Koppelelemente erreicht, so dass beim Verringern der Haltekraft die An- und Abtriebsseite des Antriebs in direktem Wirkkontakt über Koppelelemente steht und ein Drehmoment des Motors direkt übertragen wird. Das bewegliche Teleskopelement wird dann direkt vom Motor gehalten und verfahren.
• In einer alternativen Ausführung weisen die Koppelelemente der Kupplungselemente jeweils eine Ausnehmung auf, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Koppelelemente des Federelements darin im Falle des Wirkkontakts derart aufnehmbar sind, dass jeweils eines der Koppelelemente beider Kupplungselemente in Wirkkontakt bringbar ist. In dieser Ausführung ist analog ein gleichzeitiges Verringern der Haltekraft und ein direktes Ineingriffbringen der Koppelelemente erreicht, so dass beim Verringern der Haltekraft die An- und Abtriebsseite des Antriebs in direktem Wirkkontakt steht und ein Drehmoment des Motors direkt übertragen wird.
• Bei den Rohren von Teleskopsäulen ist in einigen Ausführungen ein endseitig montierter Stopper vorgesehen, so dass die maximale Verfahrbarkeit mechanisch begrenzt und eine jeweilige Endposition der Bewegung festgelegt ist. Beim Verfahren der Rohre gegeneinander kommt es so zum Kontakt der Stopper bei voller Geschwindigkeit, was einerseits das Material belastet und andererseits ein lautes Geräusch verursacht. Das Geräusch ist insbesondere bei medizinischen Anwendungen störend. Zudem erzeugt der Aufprall einen Stoß, der den Bedienkomfort beeinträchtigt, da er sich beispielsweise auf eine Hand eines Bedieners auswirkt.
• Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teleskopsäule anzugeben, die derartige Nachteile vermeidet.
• Diese Aufgabe wird durch eine Teleskopsäule nach Ausführungen der Erfindung gelöst. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Teleskopsäule, aufweisend folgende Merkmale:
• - wenigstens zwei, zwischen zwei Endpositionen gegeneinander bewegliche Teleskopelemente,
• - wenigstens eine Dämpfereinheit, die derart ausgebildet ist, dass vor Erreichen wenigstens einer der Endpositionen eine die relative Bewegung der Teleskopelemente verlangsamende Kraft auf wenigstens eines der Teleskopelemente ausübbar ist.
• Die Teleskopelemente sind in Ausführungen der Erfindung linear gegeneinander beweglich. Zudem kann gleichzeitig oder alternativ eine rotatorische Bewegung ausgeführt werden. Die Dämpfereinheit ist bevorzugt von einem Antrieb der Teleskopsäule unabhängig. Dadurch wird der konstruktive Aufwand reduziert. Durch die Dämpfereinheit wird zuverlässig vor Erreichen der Endposition ein Bremsvorgang durch die verlangsamende Kraft eingeleitet, der die relative Geschwindigkeit der Teleskopelemente zueinander reduziert. So kommt es ggf. zum Kontakt der Stopper in der jeweiligen Endposition mit deutlich reduzierter Geschwindigkeit. Das Material wird somit geschont und laute Anschlaggeräusche vermieden. Der Bedienkomfort wird erhöht. Alternativ lässt sich die Dämpfereinheit derart auslegen, dass keine separaten Stopper mehr erforderlich sind. In diesem Fall bremst die Dämpfereinheit die Bewegung bis zum Stillstand ab. Jedoch kann auch in dieser Ausführung zusätzlich ein separater Stopper vorgesehen sein. Die Dämpfereinheit weist in bevorzugten Ausführungsformen ein Absorptionselement auf, mittels dem Bewegungsenergie absorbierbar ist. Damit lässt sich die Bewegung effizient, wie bei Stoßdämpfern an sich bekannt, dämpfen und ein harter Anschlag, sowie Schwingungen vermeiden.
• Bevorzugt wirkt die Dämpfereinheit mit beiden Teleskopelementen zusammen, um die Kraft zu erzeugen. So können mechanische oder elektromechanische Komponenten der Dämpfereinheit mit beiden Teleskopelementen verbunden sein und entsprechend zusammenwirkend ausgestaltet sein. Sind weitere Teleskopelemente vorgesehen, so kann in bevorzugten Ausführungsformen jeweils zwischen zwei der Teleskopelemente eine oder mehrere Dämpfereinheiten angeordnet sein.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dämpfereinheit derart ausgebildet, dass durch die erzeugte Kraft die Bewegung der beiden Teleskopelemente bis zum Erreichen der Endposition kontinuierlich verlangsamt wird. In diesem Fall sind Stopper nicht zwingend erforderlich. Alternativ lassen sich dennoch Stopper vorsehen, die redundant, beispielsweise im Falle eines Versagens der Dämpfereinheit ein unkontrolliertes Ausfahren bzw. Einfahren der Teleskopsäule oder eine Separierung der Teleskopelemente, die zu einem Unfall führen könnte vermeiden. Sie können die Dämpfereinheit zusätzlich bei längerem Verharren im ausgefahrenen Zustand entlasten.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Dämpfereinheit wenigstens ein Dämpfelement und einen Anschlag, wobei zur Erzeugung der Kraft das Dämpfelement mit dem Anschlag in Wirkkontakt bringbar ist. Diese Ausführung ist mechanisch einfach und zuverlässig. Zudem lässt sich so eine besonders platzsparende Ausführung umsetzen.
• Das Dämpfelement ist bevorzugt an einem der Teleskopelemente gehaltert. Dies kann beispielsweise mittels Schrauben oder Verkleben erfolgen, was besonders einfach ausführbar ist. Bevorzugt ist der Anschlag derart am anderen der Teleskopelemente gehaltert, dass vor Erreichen der Endposition der Anschlag mit dem Dämpfelement in Wirkkontakt bringbar ist. So kann konstruktiv einfach und platzsparend eine zuverlässige und kostengünstige Dämpfung erreicht werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein weiterer Anschlag derart am anderen der Teleskopelemente gehaltert ist, dass vor Erreichen der anderen Endposition der weitere Anschlag mit dem Dämpfelement in Wirkkontakt bringbar ist. So lässt sich auf einfache Weise eine Dämpfung nahe beider Endlagen erreichen.
• Das Dämpfelement ist bevorzugt in einer lochartigen Ausnehmung eines der Teleskopelemente gehaltert. Dies ist eine besonders platzsparende Ausführung. Es lässt sich so einfach montieren und demontieren. Bevorzugt ist dann der Anschlag derart am anderen der Teleskopelemente gehaltert, dass vor Erreichen der Endposition der Anschlag mit dem Dämpfelement in Wirkkontakt bringbar ist. So lässt sich die Bewegung zuverlässig verlangsamen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Dämpfelement folgende Merkmale:
• - Ein Gehäuse, in dem ein Stempel beweglich angeordnet ist,
• - Ein Federelement, durch das zwischen dem Stempel und dem Gehäuse eine Kraft erzeugbar ist.
• Vergleichbare Dämpfelemente sind aus anderen Anwendungen bekannt, z.B. in der Dämpfung von Schubladen beim Schließen. Sie sind kostengünstig und kompakt ausführbar und arbeiten erfahrungsgemäß zuverlässig.
• Bevorzugt ist im Gehäuse ein mit einem Fluid gefüllter Hohlraum ausgebildet, in dem das Federelement und der Stempel angeordnet sind. Das Fluid ist durch eine in den Stempel integrierte oder separat vorhandene lochartige Verjüngung in einen weiteren Hohlraum gepresst. Derart lässt sich die Bewegungsenergie absorbieren und die Bewegung dämpfen. Dies ermöglicht eine besonders gleichmäßige Verlangsamung und Dämpfung der Bewegung. Bevorzugt ist dabei der Stempel mit dem Anschlag in Wirkkontakt bringbar. Sobald die Teleskopelemente wieder entgegen gesetzt bewegt werden, drückt das Federelement den Stempel wieder in seine Ausgangsposition zurück, so dass beim nächsten Vorgang wieder ein Bremsvorgang stattfinden kann.
• Alternativ kann im Gehäuse ein durch den Stempel komprimierbaren Gas eingebracht sein, so dass die Bewegungsenergie umgewandelt werden kann.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Teleskopelemente aufeinander abgestimmte Umfangsmessungen auf und sind ineinander geschachtelt angeordnet, so dass vom außen zum innen liegenden Teleskopelement jeweils eine Innenfläche des außen liegenden Teleskopelements mit einer Außenfläche des nächst innenliegenden Teleskopelements über eine Dämpfereinheit korrespondiert, wobei jeweils an der Außenfläche ein Dämpfelement der Dämpfereinheit gehaltert ist und an der korrespondierenden Innenfläche ein Anschlag der Dämpfereinheit gehaltert ist. Dies ist insbesondere bei Teleskopsäulen mit mehreren ineinander liegenden Teleskopelemente von Vorteil, da sich somit die Bremskraft auf mehrere der Teleskopelemente durch mehrere Dämpfereinheiten übertragen lässt. Diese Anordnung kann auch umgekehrt ausgeführt sein.
• Bei der Verwendung eines Stahlseils, eines Bandes oder einer Kette zum Verfahren der Teleskopsäule besteht grundsätzlich die Gefahr eines Risses und eines unkontrollierten Absenkens, also Ausfahrens der Teleskopsäule. In diesem Fall besteht akute Verletzungs- oder Schadensgefahr. Insofern ist ein Sicherheitsmechanismus vorzusehen, der die Bewegung im Fall eines Risses zuverlässig stoppt.
• Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung hier eine einfache und sichere und vergleichsweise einfach und kompakt ausführbare Lösung bereit zu stellen.
• In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Teleskopsäule, umfassend folgende Merkmale angegeben:
• - wenigstens zwei linear gegeneinander bewegliche Teleskopelemente,
• - wenigstens eine mit einem ersten der Teleskopelemente verbundene Antriebseinheit,
• - Wenigstens ein Verbindungselement, durch das von der Antriebseinheit eine Kraft auf ein zweites der Teleskopelemente übertragbar ist,
• - eine Überwachungseinheit, die derart ausgebildet ist, dass ein Betriebsparameter des Verbindungselements erfassbar ist,
• - wobei bei Erfassung des Betriebsparameter außerhalb eines vordefinierbaren Bereichs eine definierte Änderung eines Betriebszustands der Antriebseinheit durchführbar ist.
• Durch Überwachung des Verbindungselements lässt sich ein Versagen, ein Verschleißen oder allgemein ein Fehler des Systems auf einfache Weise zuverlässig erkennen und entsprechend der Betriebszustand der Antriebseinheit anpassen. Es könnte beispielsweise ein Abschalten der Antriebseinheit vorgesehen sein, wenn das Verbindungselement versagt oder ein Versagen bevorsteht. Dazu ist vorteilhaft noch ein Blockiermechanismus vorgesehen, durch den ein weiteres Ausfahren der Teleskopsäule vermieden wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Alarm ausgegeben werden. Als Zustand des Verbindungselements kann abhängig von dessen konkreter Ausführung je nach Anwendungsfall beispielsweise das Bestehen der Verbindung von Antriebseinheit und zweitem Teleskopelement überwacht werden. Im Fall einer Ausführung des Verbindungselements als Seil, Band oder Kette könnte somit überwacht werden, ob das Seil bzw. Band bzw. die Kette gerissen ist. Alternativ könnte aus einer Spannung von Seil, Band bzw. Kette auf einen Alterungszustand und Verschleiß geschlossen werden, so dass präventiv das Verbindungselement getauscht werden kann.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Teleskopsäule eine zweite Antriebseinheit und ein zweites Verbindungselement durch das von der zweiten Antriebseinheit eine Kraft auf das zweite der Teleskopelemente übertragbar ist. Ein derart redundantes Antriebssystem kann auch bei einem totalen Versagen des ersten Verbindungselements einen Unfall verhindern und die beabsichtigte Änderung des Betriebszustands ermöglichen. Alternativ kann auch ein Weiterbetrieb der Teleskopsäule gewährleistet werden. In diesem Fall wird bevorzugt zusätzlich ein Alarm ausgegeben.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Überwachungseinheit folgende Merkmale auf:
• - Ein mit wenigstens einem der Verbindungselemente korrespondierendes und dessen Betriebszustand erfassendes Detektorelement,
• - ein mit dem Detektorelement zusammenwirkendes Schaltelement, durch das ein Schaltvorgang ausführbar ist, durch den der Betriebszustand wenigstens einer der Antriebseinheiten beeinflussbar ist.
• Dieser Aufbau stellt auf einfache Weise sicher, dass bei Detektion des Zustands des Verbindungelements außerhalb definierbarer Parameter durch einen einfachen Schaltvorgang die Antriebseinheit beispielsweise abgeschaltet wird.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Teleskopsäule weiter folgende Merkmale auf:
• - das Detektorelement umfasst einen vorspannbaren Hebelarm, durch den auf das Verbindungselement eine definierte Spannkraft ausübbar ist,
• - ein Gegenkraftelement, durch das eine Gegenkraft auf das Verbindungelement ausübbar ist,
• - eine durch Spannkraft und Gegenkraft erzeugte Grundspannung des Verbindungselements bildet den Betriebsparameter,
• - die Spannkraft und die Gegenkraft sind derart gewählt, dass im normalen Betriebszustand des Verbindungelements ein Gleichgewicht der beiden Kräfte herrscht und der Hebelarm in einer Gleichgewichtsposition gehalten wird,
• - das Verbindungselement ist derart ausgebildet, dass eine Änderung der Grundspannung das Gleichgewicht derart verändert, dass der Hebelarm aus seiner Gleichgewichtsposition auslenkbar ist,
• - das Schaltelement ist derart ausgebildet, dass bei Auslenkung des Hebelarms aus seiner Gleichgewichtsposition der Schaltvorgang ausgeführt wird..
• Mit dieser Ausführung lässt sich auf einfache und zuverlässige Weise der Zustand eines Seils bzw. Bandes bzw. einer Kette mechanisch und/oder elektronisch überwachen. Im Falle eines Seils lässt sich bei entsprechender Empfindlichkeit auch eine verschleißbedingte Dehnung ermitteln und das Seil vor dem Versagen austauschen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Antriebseinheit eine Welle, auf der das Verbindungselement auf- und abwickelbar angeordnet ist, so dass bei Auf- bzw. Abwicklung des Verbindungselements durch dessen Verbindung zum zweiten Teleskopelement dieses linear in Bezug auf das erste Teleskopelement bewegbar ist. Diese Ausführung ist besonders kompakt und einfach herzustellen, sowie besonders zuverlässig.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungselement derart ausgeführt, dass bei einem Versagen des Verbindungselements die Gegenkraft ganz oder teilweise entfällt. Dies lässt sich besonders einfach über einen mechanischen Kraftmesser als Änderung des Zustands des Verbindungselements erfassen und auswerten.
• Die beschriebenen Aspekte der Erfindung in Bezug auf das Antriebssystem, das Sicherheitssystem und das Dämpfungssystem können für sich genommen bereits signifikante Vorteile gegenüber bekannten Lösungen bringen. Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung umfasst jedoch wenigstens zwei dieser Systeme, im Idealfall alle drei dieser Systeme. So arbeiten das Antriebssystem und das Sicherheitssystem nach Ausführungen der Erfindung optimal aufeinander abgestimmt zusammen. Das Dämpfungssystem arbeitet ebenso abgestimmt mit dem Antriebssystem zusammen.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
• 1 eine Teleskopsäule,
• 2 die Teleskopsäule in teilweise ausgefahrenem Zustand,
• 3 eine Schnittansicht der Teleskopsäule nach 1,
• 4 eine Detailansicht einer Antriebseinheit der Teleskopsäule nach 1,
• 5 eine Schnittansicht der Antriebseinheit nach 4,
• 6 eine explosionsartige Darstellung der Kupplungseinheit der Antriebseinheit nach 4,
• 7 die Kupplungseinheit der 6 aus Blickrichtung der Abtriebsseite,
• 8 die Kupplungseinheit der 6 aus Blickrichtung des Antriebsseite;
• 9 bis 11 die Kupplungseinheit der 6 aus beiden Blickrichtungen in verschiedenen Betriebszuständen,
• 12 eine Detaildarstellung der Kupplungseinheit der 6,
• 13 einen Stoßdämpfer für eine Teleskopsäule,
• 14 den Stoßdämpfer nach 13 in einer Detaildarstellung,
• 15 bis 17 den Stoßdämpfer nach 13 in einer schematischen Schnittdarstellung in verschiedenen Betriebszuständen,
• 18 und 19 den Stoßdämpfer nach 13 in der Teleskopsäule,
• 20 bis 24 eine Überwachungseinheit für eine Teleskopsäule,
• 25 bis 27 eine schematische Darstellung der Funktion der Überwachungseinheit.
• 1 zeigt eine Teleskopsäule in einer Ausführung als Deckenstativ 1. Am oberen Ende ist eine Aufnahmeplatte 3 angeordnet, mittels der das Deckenstativ 1 über vier Schraublöcher 5 an der Decke eines Raumes befestigbar ist. Dies kann beispielsweise ein medizinischer Untersuchungsraum, ein Operationsraum, eine Werkstatthalle oder eine Fertigungseinrichtung sein. An der Aufnahmeplatte 3 ist ein Säulenelement 7 befestigt, das sich im eingebauten Zustand vertikal nach unten erstreckt. Das Säulenelement 7 ist hier in Bezug auf seine Grundfläche nahezu quadratisch mit leicht abgeschrägten Ecken ausgeführt. In anderen Ausführungsformen kann die Grundfläche auch andere Geometrien aufweisen, also beispielsweise rund oder dreieckig sein. Auch kann sich die Grundfläche in Richtung nach unten verändern. Seitlich am Säulenelement 7 ist ein Gehäuse 9 angeordnet. Die funktionalen Elemente einer Antriebseinheit sind teilweise im Gehäuse 9 und teilweise im oberen Bereich des Säulenelements 7 angeordnet. Unterhalb des Gehäuses 9 ist ein Motor 11 angeordnet, der mit den Elementen der Antriebseinheit zusammenwirkend ausgestaltet ist. Der innere Aufbau der Antriebseinheit wird anhand der 4 und 5 im Detail beschrieben.
• Alternativ sind derartige Ausführungen auch für Teleskopsäulen möglich, die am Boden stehend aufgebaut sind. In diesem Fall wird das äußerste, in anderen Ausführungen auch das innerste Säulenelement am Boden oder einem fahrbaren bzw. beweglichen Gestell befestigt sein und die innen- bzw. außenliegenden Säulenelemente bei Betätigung der Antriebseinheit nach oben ausgefahren bzw. nach unten eingefahren.
• In der 2 ist das Deckenstativ 1 in einem anderen Betriebszustand dargestellt. Innerhalb des Säulenelements 7 sind vier weitere Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 ineinander angeordnet. Die Größe der jeweiligen Grundfläche verringert sich dabei jeweils, so dass das Säulenelement 27 die kleinste Grundfläche aufweist. Die vier Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 sind gegenüber dem jeweils unmittelbar weiter außen liegenden Säulenelement 7, 21, 23 bzw. 25 linear beweglich. So lässt sich das Säulenelement 21 nach unten aus dem Säulenelement 7 bewegen. Analog lässt sich das Säulenelement 23 aus dem Säulenelement 21 linear nach unten herausfahren, usw. Am unteren Ende des Säulenelements 27 ist eine Aufnahmeplatte 31 angeordnet, an der sich eine zu hebenden bzw. senkende Last befestigen lässt. Alternativ kann die Last auch durch die Aufnahmeplatte hindurch direkt mit dem Säulenelement 27 verbunden sein. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Röntgenapparatur handeln. Die Antriebseinheit und der Motor 11 lassen sich über eine nicht dargestellte Bedieneinheit, die beispielsweise als Fernbedienung oder Handgriff ausgeführt ist, steuern und so die Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 nach unten ausfahren und nach oben einfahren. Entsprechend wird die befestigte Last gesenkt oder gehoben.
• In der 3 ist eine Schnittansicht des Deckenstativs 1 dargestellt. Innerhalb des unter der Aufnahmeplatte 3 befestigten Säulenelements 7 sind die vier weiteren Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 in eingefahrenem Zustand dargestellt. Oberhalb der vier Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 ist im Säulenelement 7 ein Teil der Antriebseinheit gelagert. Dieser umfasst eine erste im Gehäuse drehbar gelagerte Seiltrommel 33, auf der ein Seil 35 aufgewickelt ist. Das Seil 35 ist am anderen Ende mittels einer Befestigungseinheit 37 mit der Aufnahmeplatte 31 verbunden. Bei Drehung der Seiltrommel 33 in dieser Darstellung mit dem Uhrzeigersinn wird das Seil 35 von der Seiltrommel 33 abgewickelt, wodurch sich das Säulenelement 27, und in der Folge die Säulenelemente 21, 23 und 25 aufgrund der Schwerkraft kontinuierlich absenken. Entsprechend der vorliegenden Reibungsverhältnisse oder Konstruktion kann die Absenkung auch diskontinuierlich erfolgen, etwa indem die Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 nacheinander ausfahren. Auf diese Weise lässt sich das Deckenstativ 1 nach unten ausfahren und die befestigte Last absenken. Bei Drehung der Seiltrommel 33 entgegen dem Uhrzeigersinn wird eine nach oben gerichtete Kraft auf die Aufnahmeplatte 31 ausgeübt, sodass sich die Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 wieder einfahren.
• Bei der dargestellten Ausführung gemäß der Erfindung ist eine weitere Seiltrommel 43 vorgesehen, auf der ein Seil 45 auf gewickelt ist. Das Seil 45 ist wiederum über eine Befestigungseinheit 47 und diese über eine Feder 49 mit der Aufnahmeplatte 31 verbunden. Die Feder dient zur Entlastung des Seils 45, falls sich durch Toleranzunterschiede oder Ausdehnungen der Komponenten unterschiedliche Geschwindigkeiten der Seile 35 und 45 im Betrieb ergeben. Bezüglich des Drehsinns ist das Seil 45 im Vergleich zum Seil 35 anders herum auf die Seiltrommel 43 gewickelt, sodass es bei Drehung der Seiltrommel 43 gegen den Uhrzeigersinn abgewickelt und mit dem Uhrzeigersinn aufgewickelt wird. Zur Absenkung der Stützplatte 31 und somit zum Ausfahren des Deckenstativ 1 ist es folglich erforderlich, dass entsprechend der Darstellung der 3 die Seiltrommel 33 mit dem Uhrzeigersinn und die Seiltrommel 43 entgegen dem Uhrzeigersinn gleichzeitig gedreht werden. Entsprechend muss zum Einfahren des Deckenstativs 1 die Seiltrommel 33 entgegen dem Uhrzeigersinn und die Seiltrommel 43 mit dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Die Seiltrommel 43 und das auf ihr auf gewickelte Seil 45 dienen hauptsächlich als redundanter Sicherungsmechanismus für den Fall, dass das Seil 35 in einer Anwendungssituation verschleißt oder reißt. In diesem Fall würde die Aufnahmeplatte 31 und damit die Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 durch das Seil 45 gehalten und auch weiter beweglich sein.
• Das Deckenstativ 1 weist ferner eine Überwachungseinheit 51 auf, deren Aufbau und Funktion anhand der 20 bis 27 im Detail beschrieben wird.
• In der 4 sind in einer ausschnittsweisen Darstellung wesentliche Teile der Antriebseinheit dargestellt. Sie umfasst eine Hauptantriebseinheit 61 sowie eine Sicherheitseinheit 81. Die Hauptantriebseinheit 61 weist eine Welle 63 auf, die über drei Lagerstellen 65 im hier nicht dargestellten Antriebsgehäuse 9 bzw. im Säulenelement 7 gelagert ist. Auf der Welle 63 ist die Seiltrommel 33 mit dem Seil 35 befestigt. Antriebsseitig weist die Hauptantriebseinheit 61 ein Schneckenrad 67 auf, dass über eine Antriebswelle 17 des Motors 11 in Drehbewegung versetzt werden kann. Das Schneckenrad 67 ist radial und axial definiert, es kann sich jedoch um die Welle 63 drehen. Die Kraftübertragung zwischen dem Schneckenrad 67 und der Welle 63 erfolgt über eine Kupplungseinheit 69, deren Funktion anhand der 5 bis 12 im Detail erläutert wird.
• Die Sicherheitseinheit 81 ist analog zur Hauptantriebseinheit 61 aufgebaut. Auch sie umfasst eine Welle 83, die über drei Lager 85 gelagert ist. Auf der Welle 83 ist die Seiltrommel 43 mit dem Seil 45 befestigt. Ebenfalls analog ist ein Schneckenrad 87 vorgesehen, dass ebenfalls mit der Antriebswelle 17 in Eingriff steht. Durch die in Bezug auf die Antriebswelle 17 gegenüberliegende Anordnung der beiden Schneckenräder 67 und 87 ist sichergestellt das bei Rotation der Antriebswelle 17 sich die beiden Schneckenräder 67 und 87 jeweils in entgegengesetzter Richtung drehen. Aufgrund des entgegengesetzten Wicklungssinns der beiden Seile 35 und 45 werden bei Drehung der Antriebswelle 17 in einer Richtung beide Seile 35 und 45 abgewickelt und bei entgegengesetzter Drehung aufgewickelt. Auch bei der Sicherheitseinheit 81 erfolgt die Kraftübertragung zwischen dem Schneckenrad 87 und der Welle 83 über eine Kupplungseinheit 89, die analog zur Kupplungseinheit 69 aufgebaut ist.
• In der 5 ist eine Schnittansicht der Antriebseinheit dargestellt. Es sind die Wellen 63 und 83 der Hauptantriebseinheit 61 und der Sicherheitseinheit 81 dargestellt. Auf eine erneute Erläuterung der bereits anhand der 4 beschriebenen Elemente wird hier verzichtet, es soll vielmehr die Wirkweise der Kupplungseinheiten 69 und 89 erläutert werden. Die Schneckenräder 67 und 69 sind in Bezug auf ihren inneren Durchmesser größer als der äußere Durchmesser der Wellen 63 bzw. 83 ausgebildet. Insofern wird eine Drehbewegung der Schneckenräder 67 und 69 nicht durch einen unmittelbaren Kontakt auf die Wellen 63 bzw. 83 übertragen. Die Übertragung der Kraft wird exemplarisch anhand der Kupplungseinheit 69 erläutert. Die Kupplungseinheit 89 funktioniert analog.
• Die Kupplungseinheit 69 umfasst antriebsseitig ein erstes Kupplungselement 91, das über Schrauben 92 und hier nicht dargestellte Stifte mit dem Schneckenrad 67 fest verbunden ist. Auch das Kupplungselement 91 ist in Bezug auf seinen Innendurchmesser größer als der äußere Durchmesser der Welle 63 ausgebildet, sodass auch hier keine direkte Drehmomentübertragung auf die Welle 63 stattfindet. Die Kupplungseinheit 69 weist abtriebsseitig ein zweites Kupplungselement 93 auf, dass axial dem Kupplungselement 91 gegenüberliegend angeordnet ist. Das Kupplungselement 93 ist an seinem inneren Durchmesser fest auf der Welle 63 sitzend angeordnet. Eine Drehbewegung des Kupplungselement 93 übt folglich ein Drehmoment auf die Welle 63 aus, durch das die Welle 63 ebenfalls in der gleichen Richtung in Rotation versetzt wird. Ebenfalls übt eine abtriebsseitig erzeugte Drehbewegung der Welle 63 ein Drehmoment auf die Kupplungseinheit 93 aus. Die Kupplungseinheit 69 weist ferner eine Schlingfeder 94 auf, die als Haltemechanismus dient. Der detaillierte Aufbau und die Wirkweise der Kupplungseinheit 69 ist im Detail in den 6 bis 12 beschrieben.
• In der 6 sind die zwei Kupplungselemente 91 und 93, sowie die Schlingfeder 94 in einer explosionsartigen Darstellung, axial auseinander gezogen dargestellt. Das Kupplungselement 91 weist ein ringartiges Grundelement 101 auf, in dem Schraublöcher 102 zur Aufnahme der hier nicht dargestellten Schrauben 92 (vgl. 5) und/oder Stifte vorgesehen sind. Radial außen am Grundelement 101 sind drei klauenartige Koppelelemente 103a, 103b und 103c angeordnet, die sich axial in Richtung des Kupplungselements 93 erstrecken. Das Kupplungselement 93 weist einen Wellensitz 105 auf, der bezüglich seiner äußeren Gestalt dem Grundelement 101 ähnelt. Am inneren Durchmesser ist der Wellensitz 105 jedoch auf den Durchmesser der Welle 63 bzw. 83 abgestimmt, so dass nach dem Einbau eine reibschlüssige oder passschlüssige Verbindung besteht. Dazu weist der Wellensitz 105 am inneren Durchmesser eine axial verlaufende Nut 106 auf, die mit einer entsprechenden Auskragung auf der Welle 63 bzw. 83 oder einer Passfeder in Eingriff steht und die verdrehsichere Kopplung unterstützt. Im Vergleich dazu sitzt das Grundelement 101 hingegen nur lose auf der Welle 63 bzw. 83, ist mit dieser also nicht drehfest verbunden. Radial außen liegend weist das Kupplungselement 93 drei klauenartige Koppelelemente 107a, 107b und 107c auf, die sich axial in Richtung der Kupplungselements 91 erstrecken.
• Die Koppelelemente 103a, 103b und 103c und 107a, 107b und 107c können als Teilstücke eines Zylindermantels betrachtet werden, weisen also eine in Umfangsrichtung gebogene Gestalt auf. Sie sind bezüglich ihrer Abmessungen in Umfangrichtung derart klein gewählt, dass zwischen ihnen jeweils ein vergleichsweise großer Abstand verbleibt. Beim axialen Zusammenfügen der beiden Kupplungselemente 91 und 93 kommt jeweils eines der Koppelelemente 103a, 103b und 103c zwischen zwei der Koppelelemente 107a, 107b und 107c zu liegen. Analog liegt jeweils eines der Koppelemente 107a, 107b und 107c zwischen zwei der Koppelelemente 103a, 103b und 103c. Endseitig liegen die Koppelelemente 103a, 103b und 103c dann radial leicht beabstandet außerhalb des äußeren Umfangs des Wellensitzes 105. Analog liegen die Koppelelemente 107a, 107b und 107c radial leicht beabstandet außerhalb des äußeren Umfangs des Grundelements 101. Die Koppelelemente 103a, 103b und 103c und 107a, 107b und 107c sind bezüglich ihrer Abmessungen in Umfangrichtung außerdem derart klein gewählt, dass jeweils zwischen einem der Koppelelemente 103a, 103b und 103c und den benachbarten zwei Koppelelementen 107a, 107b und 107c ein definierter Abstand besteht, also auch in zusammengebauter Form kein vollständiger Zylindermantel gebildet wird. So kann beispielsweise bei zunächst mittiger Ausrichtung der Koppelelemente 103a, 103b und 103c und 107a, 107b und 107c zueinander das Kupplungselement 93 um einen definierten Winkel verdreht werden bis es zur Berührung mit einem anderen der Bauteile kommt.
• Radial außerhalb der Koppelelemente 103a, 103b und 103c und 107a, 107b und 107c ist die spiralförmig ausgebildete Schlingfeder 94 diese umschlingend angeordnet. Die Schlingfeder 94 weist endseitig jeweils ein radial nach innen abgebogenes Ende 109 (abtriebsseitig) bzw. 109' (antriebsseitig) auf, auf die jeweils eines der Koppelelemente 103a und 103b bzw. 107b und 107c eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft auf die Schlingfeder 94 ausüben kann. Das Ende 109 liegt zwischen den Koppelelementen 103b und 107b, kann also je nach Verdrehung mit diesen in Wirkkontakt treten. Das Ende 109' liegt zwischen den Koppelelementen 103a und 107c und kann analog mit diesen in Wirkkontakt treten. Die Koppelelemente 103c und 107a treten aufgrund ihrer Anordnung in keinem Betriebszustand in Kontakt zu den Enden 109 und 109'. Zur axialen Fixierung der Schlingfeder 94 weisen die Koppelelement 103a, 103b und 103c und 107a, 107b und 107c jeweils einen endseitig radial außen liegenden Vorsprung 111 auf.
• In der 7 ist die Kupplungseinheit 69 in einer dreidimensionalen Darstellung in zusammengebautem Zustand aus Blickrichtung der Abtriebsseite gezeigt. Außen liegend umfasst die Kupplungseinheit 69 ein Bremsgehäuse 113, das verdrehsicher im Gehäuse des Deckenstativs 1 befestigt ist. In den Darstellungen der 4, 5 und 6 wurde das Bremsgehäuse jeweils zur besseren Übersicht nicht gezeigt. In der 7 ist zu erkennen, wie die Koppelelemente 103a, 103b und 103c endseitig außerhalb des äußeren Umfangs des Wellensitzes 105 liegen und aufgrund des Abstands der Koppelelemente 103a, 103b und 103c und 107a, 107b und 107c eine begrenzte, unabhängige Rotation der Kupplungselemente 91 und 93 gegeneinander möglich ist.
• Die Schlingfeder 94 ist derart gewickelt und dimensioniert, dass sie beim Einbau in das Bremsgehäuse 113 radial zusammengezogen, also radial verkleinert werden muss. Die Schlingfeder 94 wird durch das Bremsgehäuse 113 radial und die Vorsprünge 111 axial unter Spannung gehalten, so dass sich die Schlingfeder 94 nicht direkt wieder entspannen kann und im vorgespannten Zustand gehalten wird. Die Schlingfeder 94 ist in diesem Zustand im Bremsgehäuse 113 daher nicht drehbar und entwickelt entsprechend der Auslegung eine definierte Haltekraft. Das Kupplungselement 93 ist um einen kleinen Winkel verdrehbar, bis je nach Drehrichtung entweder das Koppelelement 107b gegen das Ende 109 drückt (wie in 7 dargestellt) oder das Koppelelement 107c gegen das Ende 109' (vgl. 8). Das Ende 109 der Schlingfeder 94 liegt zwischen Koppelementen 103b und 107b.
• In der 8 ist die Kupplungseinheit 69 in analoger Darstellung zur 7 dargestellt, jedoch hier aus Blickrichtung der Antriebsseite. Hier ist analog zu sehen, wie die Schlingfeder 94 durch die Vorsprünge 111 axial gehalten wird und somit insgesamt axial festgelegt ist. Des zweite Ende 109' der Schlingfeder 94 liegt zwischen den Koppelementen 103a und 107c.
• Nach Montage der Kupplungseinheit 69 bzw. 89 auf der Welle 63 bzw. 83 und der Aufnahme der Last wirkt aufgrund der Gravitationskraft dauerhaft ein durch die Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 über die Seile 35 bzw. 45 und die Seiltrommeln 33 bzw. 43 erzeugtes, abtriebsseitiges Drehmoment auf das jeweilige Koppelelement 93. Dieses wird dann in Abhängigkeit der Drehrichtung soweit verdreht, bis entweder das Koppelelement 107b gegen das Ende 109 drückt oder das Koppelelement 107c gegen das Ende 109'. Das jeweilige Ende 109 bzw. 109' wird folglich mit einer in Umfangsrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt. Diese Kraft bewirkt aufgrund des Wicklungssinns der Schlingfeder 94 in beiden Fällen eine Kraft auf die Schlingfeder 94, die diese aufzuweiten versucht. Aufgrund des umliegenden Bremsgehäuses 113 bewirkt die Kraft keine tatsächliche Aufweitung sondern eine Verstärkung des reibenden Wirkkontakts der Schlingfeder 94 mit dem Bremsgehäuse 113. Durch die initiale Haltekraft aufgrund der Vorspannung und diese erhöhte Reibung wird das abtriebsseitige Drehmoment vollständig kompensiert und ein Weiterdrehen verhindert. Ein Abwickeln des Seils 35 bzw. 45 und ein Ausfahren der Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 wird somit verhindert, die Anordnung folglich gehalten. Dies ist der Grundzustand des Deckenstativs 1. Eine Erhöhung des abtriebsseitigen Drehmoments, beispielsweise durch Vergrößerung der aufgenommenen Last erhöht den Druck auf die Schlingfeder 94 und somit die Reibung mit dem Bremsgehäuse 113, so dass auch dann die Position gehalten wird.
• In den 9, 10 und 11 ist die Kupplungseinheit 69 in verschiedenen Betriebszuständen jeweils aus Blickrichtung der Abtriebsseite (links) und der Antriebsseite (rechts) dargestellt. Dabei ist jeweils die Lage der Koppelelemente 103a, 103b und 103c bzw. 107a, 107b und 107c zu den Enden 109 und 109' verschieden.
• In der 9 ist ein Zwischenzustand dargestellt, in dem keines der Koppelelemente 103a, 103b und 103c bzw. 107a, 107b und 107c mit den Enden 109 und 109' in Kontakt steht. Entsprechend liegt das Ende 109 frei zwischen den Koppelelementen 103b und 107b. Das Ende 109' liegt frei zwischen den Koppelelementen 103a und 107c.
• In der 10 ist nach einer Drehung des antriebsseitigen Kupplungselements 91 das Koppelelement 103a in Kontakt zum Ende 109'. Bei einer Fortsetzung der Drehung in gleicher Richtung wird das Koppelelement 103a eine Kraft auf das Ende 109' ausüben und dieses in Richtung des Uhrzeigersinns (rechte Darstellung) bewegen. Die Schlingfeder 94 wird damit radial zusammengezogen und die Haltekraft zum Bremsgehäuse 113 verringert. Nach kurzem weiterem Drehen tritt das Ende 109' mit dem Koppelelement 107c in Kontakt, was in der 11 dargestellt ist. Das Kupplungselement 93 wird dann in gleicher Richtung mitbewegt. Diese Drehung wird dann auf die Seiltrommel 33 bzw. 43 übertragen und entsprechend werden die Seile 35 bzw. 45 auf- bzw. abgewickelt. Es kommt je nach Drehrichtung also zu einem Ein- oder Ausfahren des Deckenstativs 1.
• Damit die Vermittlung des Antriebsmoments nicht nur über den Kontakt zwischen dem Koppelement 103a, dem Ende 109' und dem Koppelelement 107c stattfindet, sind die Dimensionen der Bauteile in Umfangsrichtung derart gewählt, dass bei Herstellung dieser Wirkkette auch die Koppelelemente 107b und 103c mit ihren einander zugewandten Seitenflächen in Kontakt stehen und das Antriebsmoment zusätzlich vermitteln. Das Ende 109' wird folglich entlastet.
• In der 12 sind die Größenverhältnisse schematisch verdeutlicht. Die Koppelelemente 103a, 103b, 107b und 107c überspannen jeweils einen Winkel γ, die Koppelelemente 107a und 103c einen Winkel β. Zwischen den Koppelelementen 107a und 107b bzw. 107c liegt ein Winkel α. Der gleiche Winkel α liegt zwischen den Koppelelementen 103c und 103a bzw. 103b. Die Größen der Winkel α, β und γ sind derart gewählt, dass die Koppelelemente 107b und 103c gleichzeitig in Kontakt treten, wenn das Koppelement 103a mit dem Ende 109' und diese mit dem Koppelelement 107c in Kontakt tritt. Somit ist eine zuverlässige Drehmomentübertragung sichergestellt.
• Völlig analog wirkt sich eine antriebsseitige Drehung des Kupplungselements 93 in der anderen Drehrichtung, wobei dann das Ende 109 mit dem Koppelelementen 103b und 107b eine Wirkkette aufbaut und die Koppelelemente 103c und 107c in direktem Wirkkontakt stehen. Entsprechend wird das Deckenstativ 1 aus- oder eingefahren.
• Bei einer Drehung der Antriebswelle des Motors 11 wird das mit dieser gekoppelte Schneckenrad 67 mit einem Drehmoment beaufschlagt und in Rotation versetzt. Diese überträgt sich durch die Schraubverbindung auf das Kupplungselement 91. Bei einer Drehung im Uhrzeigersinn aus Blickrichtung der Antriebsseite wie in 8 beispielsweise werden sich die Koppelelemente 103a, 103b und 103c im Uhrzeigersinn in Richtung der Koppelelemente 107a, 107b und 107c drehen und dabei den zwischen ihnen befindlichen Abstand zunächst verringern. Dabei kommt es zu einem erhöhten Druck des Koppelelements 103a mit dem Ende 109' der Schlingfeder 94. Durch den aufgebauten Druck auf das Ende 109' der Schlingfeder 94 wird diese mit einer im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt. Bei ausreichend großem antriebsseitigen Drehmoment kommt es zu einem radialen Zusammenziehen der Schlingfeder 94, so dass die reibschlüssige Verbindung zum Bremsgehäuse 113 gelockert wird. In der Folge wird das abtriebsseitige Drehmoment nicht mehr vollständig kompensiert, so dass die Welle in Rotation versetzt wird und sich das Seil 35 bzw. 45 abwickelt und die Säulenelemente 21, 23, 25 und 27 ausgefahren werden. Dies führt zu einer Absenkung der Last. Aufgrund des bestehenden abtriebsseitigen Drehmoments bleibt das Koppelelement 107c ständig in Kontakt mit dem Ende 109' der Schlingfeder 94, wird also ebenfalls im Uhrzeigersinn mitgedreht. Sobald das antriebsseitige Drehmoment durch Anhalten der Drehbewegung des Motors 11 entfällt, führt das dann nicht mehr kompensierte bzw. überkompensierte abtriebsseitige Drehmoment sofort wieder zu einer Aufweitung der Schlingfeder 94 und einem reibschlüssigen Kontakt zum Bremsgehäuse 113 und damit Herstellung der Haltekraft, so dass die Last in der neuen Höhe gehalten wird.
• Bei einer Drehung des Schneckenrads 67 und damit des Kupplungselement 91 entgegen dem Uhrzeigersinn kommt es analog zu einer Annäherung der Koppelelemente 103a, 103b und 103c und 107a, 107b und 107c. In diesem Fall wirkt das Koppelelement 103b mit dem Ende 109 der Schlingfeder 94 und das Koppelelement 107c mit dem Ende 109' der Schlingfeder 94 in analoger Weise zusammen, sodass die Drehbewegung wiederum auf die Welle 63 übertragen wird. In diesem Fall wird das Seil 35 aufgewickelt und die Last angehoben.
• In völlig analoger Weise wirkt die Kupplungseinheit 89 zwischen Schneckenrad 87 und Welle 83. Durch die Konstruktion der Kupplungseinheit 69 bzw. 89 ist es unerheblich, in welcher Drehrichtung die Drehmomente jeweils wirken. Ein antriebsseitiges Drehmoment führt immer zu einem Zusammenziehen der Schlingfeder 94 und einem Lösen der Bremse, während ein abtriebsseitiges Drehmoment die Schlingfeder 94 aufweitet und die Bremswirkung erhöht.
• In der 13 ist eines der Säulenelemente 21 ausschnittsweise dargestellt. Die übrigen Säulenelemente 23, 25 und 27 sind analog aufgebaut. Es weist an einer Seitenfläche 500 eine flache und breite nutartige Vertiefung 501 auf, in der ein Langloch 502 ausgebildet ist. In dem Langloch 502 ist ein Stoßdämpfer 503 eingesetzt und gehaltert. Der Aufbau des Stoßdämpfers 503 ist in den 14 bis 17 im Detail beschrieben, seine Funktionsweise anhand der 18 und 19.
• In der 14 ist der Stoßdämpfer 503 dargestellt. Er weist endseitig jeweils ein Aufnahmeelement 505 auf, das jeweils ein Mittelteil 507 und zwei Führungsteile 509 aufweist. Die Führungsteile 509 sind breiter als das Mittelteil 507 ausgeführt, so dass seitlich jeweils eine Nut 511 entsteht. Im eingebauten Zustand greift das das Langloch 502 umrandende Gehäuse des Säulenelements 21 in die Nuten 511 ein, so dass der Stoßdämpfer 503 gehalten und geführt wird. Die Führungsteile 509 weisen endseitig eine runde Form 513 auf. Zwischen den Mittelteilen 507 ist ein Dämpfungselement 515 angeordnet, dass einen Zylinder 517 und ein Kolben 519 umfasst. Bei Ausübung von axialem Druck auf den Kolben 519 und den Zylinder 517 dringt der Kolben 519 gedämpft in den Zylinder 517 ein. Somit lässt sich der Abstand der beiden Mittelteile 517 verringern. Mit geringer werdendem Abstand wird die aufzuwendende Kraft durch die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungselements 515 größer, bis der Kolben 519 vollständig im Zylinder 517 aufgenommen ist. Das Dämpfungselement 515 kann beispielsweise wie aus Schubladen- oder Türdämpfern bekannt ausgeführt sein. Wie in der 13 ersichtlich ist die Breite des Langlochs 502 über seine Länge nicht konstant, sondern ist in der Mitte breiter ausgeführt. Die mittige Breite ist derart gewählt, dass die Führungsteile 509 dort komplett aufgenommen werden und nacheinander zum axialen Ende des Langlochs 502 hin geschoben werden können, so dass das Gehäuse in die Nuten 511 eingreifen kann und der Stoßdämpfer gehalten wird. Zur Montage ist es erforderlich, den Stoßdämpfer 503 axial zu komprimieren, damit das zweite Führungsteil 509 im breiten Teil des Langlochs platziert und dann durch Entspannung des Stoßdämpfers 503 zum axialen Ende verschoben werden kann.
• In den 15 bis 17 ist der innere Aufbau des Stoßdämpfers schematisch dargestellt. Der Zylinder 517 ist mit einer Flüssigkeit 521 gefüllt. Alternativ kann ein Gas verwendet werden. Im Zylinder 517 ist weiterhin eine Feder 523 angeordnet, die einen Stempel 525 nach oben drückt. Der Stempel 525 ist wiederum mit dem Kolben 519 verbunden, lässt sich also durch diesen mit einer Kraft beaufschlagen. Der Stempel 525 lässt sich entgegen der Kraft der Feder 523 im Zylinder 517 bewegen. Der Stempel 525 umfasst einen Kanal 527, durch den bei Bewegung die Flüssigkeit 521 zwischen den beiden durch den Stempel 525 definierten Halbräumen des Zylinders 517 strömen kann. Andernfalls wäre der Stempel 525 aufgrund der nicht komprimierbaren Flüssigkeit 521 blockiert. Der Stempel 525 umfasst einen weiteren Kanal 529, der deutlich breiter ausgeführt ist, als der Kanal 527. Der Kanal 529 ist mit einem Ventil 531 versehen, dass einen Durchgang von Flüssigkeit 521 nur in einer Bewegungsrichtung des Stempels 525 ermöglicht, nämlich bei einer aufwärts gerichteten Bewegung.
• In der 16 befindet sich der Stempel 525 aufgrund einer Beaufschlagung des Kolbens 519 mit einer Kraft in einer Abwärtsbewegung, wodurch die Feder 523 zusammengedrückt wird. Durch den vergleichsweise engen Kanal 527 wird zwar ein Strömen der Flüssigkeit 521 ermöglicht, jedoch die Abwärtsbewegung des Stempels 525 stark gedämpft und damit verlangsamt. Die Bewegungsenergie wird entsprechend absorbiert. Das Ventil 531 ist geschlossen, so dass keine Flüssigkeit 521 durch den Kanal 529 strömen kann.
• In der 17 ist der Kolben 519 nicht mehr mit eine Kraft beaufschlagt, so dass der Stempel 525 durch die Feder 523 wieder nach oben in seine Ausgangsposition bewegt wird. In dieser Bewegungsrichtung öffnet das Ventil 531 und die Flüssigkeit 521 kann durch die Kanäle 527 und 529 strömen. Die aufwärts gerichtete Bewegung des Stempels 525 ist daher deutlich weniger stark gedämpft als die zuvor abwärts gerichtete.
• In den 18 und 19 ist die Funktionsweise des Stoßdämpfers 503 im eingebauten Zustand verdeutlicht. Es sind zwei der Säulenelemente 7, 21, 23, 25 und 27 (hier 7 und 21) exemplarisch gezeigt. Jeweils im innen liegenden der beiden Säulenelement 21, 23, 25 und 27 (hier 21) ist im oberen Bereich das Langloch 502 mit darin liegendem Stoßdämpfer 503 angeordnet. Dazu korrespondierend ist im unteren Bereich des jeweils außen liegenden der Säulenelemente 7, 21, 23 und 25 (hier 7) ein runder Stopper 532 befestigt. Die Rundung des Stoppers 532 ist auf die runde Form 513 abgestimmt. Beim Ausfahren der Teleskopsäule kommt es nahe der maximalen Ausfahrstrecke zu einem Eingriff des unteren Aufnahmeelements 505 des Stoßdämpfers 503 mit dem Stopper 532, so dass der Kolben 519 in den Zylinder 517 gedrückt wird. Die Bewegung wird dann wie oben beschrieben durch die Flüssigkeit 521 gedämpft und das Säulenelement 21 langsam und sanft abgebremst und gestoppt. Das Ende der Bewegung ist in 19 dargestellt. Es kommt zu keinem harten Anschlagen am Ende der Bewegung, wodurch der Verschleiß minimiert und unerwünschte Geräusche vermieden werden. Zur Sicherheit ist auch im Säulenelement 7 ein Stopper 533 befestigt, der mit einem weiteren Stopper 535 im Säulenelement 21 in Eingriff kommt, falls ein Stoßdämpfer versagen sollte. Zudem wird der Stoßdämpfer 503 im ausgefahrenen Zustand entlastet. Das Säulenelement 7 umfasst im hier nicht dargestellten oberen Bereich ebenfalls Stopper, die beim Einfahren des Säulenelements 21 gegen Ende mit dem oberen Aufnahmeelement 505 des Stoßdämpfer 503 in Eingriff kommen und die Bewegung bremsen und stoppen. Je nach den Lasten und Geschwindigkeiten können mehrere Stoßdämpfer zwischen jeweils zwei der Säulenelemente verwendet werden, dies auch in unterschiedlichen Seitenflächen.
• In den 20 und 21 ist die Überwachungseinheit 51 in zwei Betriebszuständen gezeigt. Sie umfasst einen am Säulenelement 7 innen befestigten Rahmen 52, an dem ein Bügel 53 drehbar gehaltert ist. Endseitig ist eine Rolle 55 an dem Bügel 53 drehbar oder fixiert gehaltert. Die Seile 35 und 45 sind durch den Bügel nach unten geführt, wobei das Seil 45 in Kontakt mit der Rolle 55 steht, während das Seil 35 den Bügel nicht berührt. Zwischen dem Rahmen 52 und dem Bügel 53 ist eine Feder 56 angeordnet, die den Bügel unterhalb der Drehachse 57 zum Rahmen 52 hin mit einer Kraft beaufschlagt. Dadurch wird der die Rolle 55 tragende Teil des Bügels 53 zusätzlich zur Gewichtskraft der Rolle 55 nach unten gezogen, bis aufgrund der Spannkraft des Seils 45, gegen das die Rolle 55 drückt, ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Beim in der 3 dargestellten Normalzustand, also bei intaktem Seil 35, wird die Spannkraft durch die Feder 49 erzeugt, über die das Seil 45 mit der Aufnahmeplatte 31 verbunden ist. Dann verläuft folglich das Seil 45 nicht senkrecht nach unten, sondern wird etwas zur Seite gezogen über die Rolle 55 geführt. Dieser Normalzustand wird auch beim Aus- bzw. Einfahren des Deckenstativs 1 aufrecht erhalten, da die nahezu volle Last am Seil 35 hängt. Das Seil 45 dient hauptsächlich als Sicherungs- und Detektorseil. Sollte das Seil 35 reißen würde die volle Gewichtskraft der Säulenelemente 21, 23, 25 und 27, der Aufnahmeplatte 31 und der daran befindlichen Last am Seil 45 hängen. Folglich würde eine andere Kraft am unteren Ende der Feder 49 ziehen, was das Gleichgewicht stört. Das Seil 45 würde straffer gezogen und den Bügel 53 mit einer stärkeren Kraft beaufschlagen, der dadurch nach oben ausgelenkt wird. Dadurch wird die Feder 56 gedehnt. Dieser Zustand ist in 20 dargestellt, wo das Seil 45 durch die erhöhte nach unten wirkende Kraft nahezu senkrecht nach unten gespannt ist und dadurch die Rolle 55 nach oben gedrückt ist.
• Die Überwachungseinheit 51 ist ferner in der Lage, ein Reißen des Seils 45 festzustellen. Auch in diesem Fall wird das Gleichgewicht zur Feder 49 gestört, da durch letztere keine Spannung mehr auf das Seil 45 übertragen werden kann. Dieser Zustand ist in 21 dargestellt. Das Seil 45 wird nicht mehr nach unten gezogen und ist daher entsprechend schlaff. Die Kraft der Feder 56 zieht den Bügel 53 im Vergleich zum Normalzustand nach unten, wodurch die Rolle 55 ebenfalls nach unten bewegt wird.
• Die Seile 35 und 45 sind bezüglich ihrer Belastbarkeit derart ausgelegt, dass sie jeweils allein in der Lage sind, die zulässige Gesamtlast zu tragen. Insofern ist im Normalzustand nur das Seil 35 belastet, während das Seil 45 nur als Sicherheitsseil dient. Jedoch ist im Fall des Reißens eines der Seile 35 oder 45 ein potenzielles Sicherheitsrisiko vorhanden, so dass der Antriebs abzuschalten oder zumindest ein Alarm auszugeben ist. Wie bereits erläutert, ist die Überwachungseinheit 51 dazu in der Lage, das Reißen jedes der Seile 35 und 45 durch eine Veränderung der Lage des Bügels zu erfassen.
• In der 22 ist die Überwachungseinheit 51 aus der anderen Blickrichtung einzeln dargestellt. Am Rahmen 52 ist ein Schalter montiert, der ein Schaltergehäuse 54 umfasst und über einen beweglichen Arm 58 geschaltet werden kann. Der Arm 58 ist dabei aus einem gebogenen Blech geformt, dass den Arm 58 federnd vom Schaltergehäuse 54 wegdrückt. Der Arm 58 ist in Kontakt mit einer am Bügel 53 ausgebildeten, halbrunden Ausformung 59, die wiederum eine Auskragung 59' aufweist. Bei Drehung des Bügels 53 wird daher der Abstand zwischen dem Arm 58 und dem Schaltergehäuse 54 verändert. Bei Kontakt des Arms 58 mit der Auskragung 59' wird der Arm 58 vergleichsweise nah an das Schaltergehäuse 54 gedrückt und der Schalter so geschlossen. Diese Position ist in 22 gezeigt und entspricht dem bereits erläuterten Normalzustand. Beim Reißen eines der Seile 35 bzw. 45 wird der Bügel 53 nach oben bzw. unten bewegt, wodurch der Arm 58 in Kontakt mit der Ausformung 59 oberhalb bzw. unterhalb der Auskragung 59' kommt. Diese Zustände sind in den 23 (Seil 35 gerissen) und 24 (Seil 45 gerissen) dargestellt. Der Arm 58 entfernt sich daher vom Schaltergehäuse 54 und der Schalter dadurch geöffnet. Über eine angeschlossene Elektronik kann so anhand des Zustands des Schalters ein Alarm ausgegeben werden, wenn eines der Seile 35 oder 45 reißt. Ebenso kann die Anlage abgeschaltet werden.
• Der Normalzustand ist in der 25 schematisch dargestellt. Die Aufnahmeplatte 31 ist mit beiden Seilen 35 und 45 verbunden, wobei die Verbindung zum Seil 45 über die Feder 49 erfolgt. Die Last verteilt sich auf die Seile 35 und 45, was durch Pfeile 601 und 603 dargestellt ist. Die Hauptlast wirkt auf das Seil 35. Das Seil 45 wird durch die Feder 56 aus der senkrechten Lage nach links ausgelenkt, so dass ein Gleichgeweicht zur wirkenden Kraft der Feder 49 entsteht, was durch Pfeile 605 und 607 dargestellt ist. Die Feder 56 ist dabei zwischen einem entspannten und einen maximal gespannten Zustand gespannt, was durch eine nur hier zur Verdeutlichung dargestellten Anzeige 600 illustriert ist.
• In der 26 ist der Fall eines gerissenen Seils 45 dargestellt. Die volle Last hängt am Seil 35, was durch den langen Pfeil 601' dargestellt ist. Dadurch wirkt seitens des Seils 45 eine sehr geringe oder gar keine Kraft auf die Feder 65, was durch den kürzeren Pfeil 605' und 607' dargestellt ist. So kann sich die Feder 56 entspannen, was durch einen Ausschlag der Anzeige 600 illustriert ist. In diesem Fall wird der Schalter geöffnet und ein Alarm ausgegeben.
• In der 27 ist der Fall des gerissenen Seils 35 dargestellt. Dadurch hängt die volle Last am Seil 45, was durch den längeren Pfeil 603" dargestellt ist. Entsprechend wird die Feder 49 gedehnt und das Seil 45 gestrafft. So wirkt eine größere Kraft auf die Feder 56, was durch die längeren Pfeile 605" und 607" dargestellt ist. Die Feder 56 wird so ebenfalls gedehnt, was wiederum durch den Ausschlag der Anzeige 600 illustriert ist. Auch in diesem Fall wird der Schalter geöffnet und ein Alarm ausgegeben.
• Mittels der Überwachungseinheit 51 ist jedoch nicht nur das bisher beschriebene Reißen der Seile 35 oder 45 zu detektieren. Vielmehr ist ebenfalls ein Verschleiß des hauptsächlich belasteten Seils 35 zu detektieren. Bei der Verwendung von Stahlseilen kommt es bei dauernder Belastung zur Ermüdung durch Riss oder Dehnung einzelner Stahlfasern. Das Seil 35 wird dadurch geringfügig länger. Insofern wird das Gleichgewicht der Kräfte am Seil 45 verändert, was durch Einsatz eines Kraftmessers ebenfalls detektierbar ist. So lässt sich ein Riss eines Seils oftmals schon im Vorfeld durch rechtszeitigen Austausch vermeiden.
• Mittels des beschriebenen Sicherheitssystems lässt sich in Kombination mit dem beschriebenen Antriebskonzept eine äußerst kompakte und zuverlässige, sowie sichere Teleskopsäule bereitstellen, die insbesondere medizinischen Anforderungen genügt.
• Bezugszeichenliste

1

Deckenstativ

3,31

Aufnahmeplatte

5

Schraubloch

7, 21, 23, 25, 27

Säulenelement

9

Gehäuse

11

Motor

17

Antriebswelle

33, 43

Seiltrommel

35, 45

Seil

37, 47

Befestigungseinheit

49, 56

Feder

51

Überwachungseinheit

52

Rahmen

53

Bügel

54

Schaltergehäuse

55

Rolle

57

Drehachse

58

Arm

59

Ausformung

59'

Auskragung

61

Hauptantriebseinheit

63, 83

Welle

65, 85

Lagerstelle

67, 87

Schneckenrad

69, 89

Kupplungseinheit

81

Sicherheitseinheit

91, 93

Kupplungselement

92

Schraube

94

Schlingfeder

101

Grundelement

102

Schraubloch

103a, 103b, 103c, 107,a 107b, 107c

Koppelelement

105

Wellensitz

106

Nut

109, 109'

Ende

111

Vorsprung

113

Bremsgehäuse

500

Seitenfläche

501

Vertiefung

502

Langloch

503

Stoßdämpfer

505

Aufnahmeelement

507

Mittelteil

509

Führungsteil

511

Nut

513

Runde Form

515

Dämpfungselement

517

Zylinder

519

Kolben

521

Flüssigkeit

523

Feder

525

Stempel

527, 529

Kanal

531

Ventil

532, 533, 535

Stopper

600

Anzeige

601, 60',603, 603"

Pfeil

605, 605', 605"

Pfeil

607, 607', 607"

Pfeil

Claims (10)

1. Teleskopsäule, aufweisend wenigstens zwei linear gegeneinander bewegliche Teleskopelemente, weitere umfassend ein Antriebssystem umfassend folgende Merkmale: - eine Antriebseinheit mit einem ersten Kupplungselement, - eine Abtriebseinheit mit einer Welle, einem wickelbaren Verbindungselement und einem mit der Welle drehfest verbundenen zweiten Kupplungselement, wobei das Verbindungselement mit der Welle und wenigstens einem der beweglichen Teleskopelemente verbunden ist, - eine Bremseinheit, die derart ausgebildet ist, dass eine derart große Haltekraft auf das zweite Kupplungselement übertragbar ist, dass die Teleskopelemente in ihrer relativen Position zueinander gehalten werden, - die Bremseinheit ist weiter derart ausgebildet, dass bei Beaufschlagung des ersten Kupplungselements mit einem Antriebsmoment die Haltekraft derart verringert wird, dass die Teleskopelemente relativ zueinander bewegbar werden, und - die Bremseinheit ist weiter derart ausgebildet, dass bei Beaufschlagung des zweiten Kupplungselements mit einem abtriebsseitigen Drehmoment die auf das zweite Kupplungselement die wirkende Haltekraft vergrößerbar ist.
2. Teleskopsäule nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement als Seil, Band oder Kette ausgeführt ist.
3. Teleskopsäule nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Bremseinheit ein Federelement und eine Bremsfläche aufweist, wobei das Federelement derart ausgebildet ist, dass es aufgrund einer Vorspannung mit der Bremsfläche zur Erzeugung der Haltekraft in Reibkontakt bringbar ist und dass es mit den Kupplungselementen in Wirkkontakt bringbar und dadurch seine Federspannung veränderbar ist.
4. Teleskopsäule nach Anspruch 3, wobei der Wirkkontakt zwischen den Kupplungselementen und dem Federelement durch wenigstens ein an jedem der Kupplungselemente ausgebildetes Koppelelement und wenigstens ein damit korrespondierendes, Koppelelement des Federelements erzeugbar ist.
5. Teleskopsäule nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei jedes der Kupplungselemente wenigstens zwei Koppelelemente und das Federelement zwei, jeweils zu einem der Koppelelemente der Kupplungselemente korrespondierende Koppelelemente aufweist, wobei jeweils eines der Koppelelemente der Kupplungselemente bei Drehung des Kupplungselements im Uhrzeigersinn in Wirkkontakt mit einem der Koppelelemente des Federelements tritt und das jeweils andere Koppelelemente der Kupplungselemente bei Drehung des Kupplungselements entgegen dem Uhrzeigersinn in Wirkkontakt mit dem anderen der Koppelelemente des Federelements tritt, so dass unabhängig von der jeweiligen Drehrichtung des jeweiligen Koppelelements ein die Federspannung gleichartig verändernder Wirkkontakt erzeugbar ist.
6. Teleskopsäule nach Anspruch 5, wobei jedes der Kupplungselemente jeweils wenigstens ein drittes Koppelelement aufweist, wobei die Kopplungselemente der Kupplungselemente derart ausgebildet sind, dass jeweils eines der Koppelelemente beider Kupplungselemente in Wirkkontakt bringbar ist, sobald eines der ersten oder zweiten Koppelemente der Kupplungselemente in Wirkkontakt mit einem der Koppelemente des Federelements steht.
7. Teleskopsäule nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kupplungselemente und die Bremseinheit eine Schlingfederkupplungseinheit bilden.
8. Teleskopsäule nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verbindungselement derart mit der Welle verbunden ist, dass es bei Drehung der Welle auf- bzw. abwickelbar ist.
9. Teleskopsäule nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend ein weiteres Antriebssystem, das zum ersten Antriebssystem analog aufgebaut ist und als redundantes Antriebssystem fungiert.
10. Teleskopsäule nach einem der vorherigen Ansprüche, ausgebildet als deckenhängendes Teleskopsystem.

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